[매일 개념] 프로세스와 스레드의 차이

프로세스와 스레드의 차이

프로그램 이란?

• 사전적 의미
  • 어떤 작업을 위해 실행할 수 있는 파일

프로세스 란?

• 사전적 의미

  • 컴퓨터에서 연속적으로 실행되고 있는 컴퓨터 프로그램
  • 메모리에 올라와 실행되고 있는 컴퓨터에서 연속적으로 실행되고 있는 컴퓨터
    프로그램의 인스턴스(독립적인 개체)
  • 동적인 개념으로 실행된 프로그램을 의미

  

  • 프로세스는 각각 독립된 메모리 영역(Code, Data, Stack, Heap의 구조)을 할당받는다.
  • 기본적으로 프로세스당 최소 1개의 스레드(메인스레드)를 가지고 있다.
  • 각 프로세스는 별도의 주소 공간에서 실행되며, 한 프로세스는 다른 프로세스의 변수나 자료 구조에 접근할 수 없다.
    => 프로세스간 데이터 전송이 어렵다. 데이터 전송을 위해 프로세스 간 통신(IPC,inter-process communication)을 이용해야 한다.
    ex) 파이프, 파일, 소켓 등

스레드 란?

• 사전적 의미

  • 프로세스 내에서 실행되는 여러 흐름의 단위
  • 프로세스의 특정한 수행 경로
  • 프로세스가 할당받은 자원을 이용하는 실행의 단위

• 특징
  

  • 스레드는 프로세스 내에서 각각 Stack만 따로 할당받고 Code, Data,Heap 영역은 공유한다.
  • 스레드는 한 프로세스 내에서 동작되는 여러 실행의 흐름으로, 프로세스 내 주소공간이나 자원들을 같은 프로세스 내에 스레드끼리 공유하면서 실행된다
  • 같은 프로세스 안에 있는 여러 스레드들은 같은 힙 공간을 공유한다. 반면에 프로세스는 다른 프로세스의 메모리에 직접 접근할 수 없다.

멀티 프로세스와 멀티 스레드의 차이

멀티 프로세스

• 멀티 프로세싱

  • 하나의 응용프로그램을 여러 개의 프로세스로 구성하여 각 프로세스가 하나의 작업을 처리하도록 하는 것

• 장점

  • 여러 개의 자식 프로세스 중 하나에 문제가 발생해도 다른 프로세스에 영향을 미치지 않는다.

• 단점

  • Context Switching에서의 오버헤드
    • Context Switching 과정에서 캐쉬 메모리 초기화 등 무거운 작업이 진행되고 많은 시간이 소요되는 등 오버헤드가 발생
  • 프로세스 사이의 어렵고 복잡한 통신 기법(IPC)
    • 프로세스는 독립된 메모리를 할당받아 프로세스 간 변수를 공유할 수 없다.
  • Context Switching
    • CPU에서 여러 프로세스를 돌아가면서 작업을 처리하는 과정
    • 동작 중인 프로세스가 대기를 하면서 해당 프로세스의 상태(context)를 보관하고, 대기하고 있던 다음 순서의 프로세스가 동작하면서 이전에 보관했던 프로세스 상태를 복구하는 작업

멀티 스레드

• 멀티 스레딩이란
  • 하나의 응용프로그램을 여러 개의 스레드로 구성하고 각 스레드로 하여금 하나의 작업을 처리하도록 하는 것
  • 윈도우, 리눅스 등 많은 운영체제들이 멀티 프로세싱을 지원하지만 멀티 스레딩을 기본으로 하고 있다.
  • 웹 서버는 대표적인 멀티 스레드 응용 프로그램
• 장점
  • 시스템 자원 소모 감소
  • 시스템 처리량 증가 (Context Switching이 빠르고 데이터 주고 받음이 빠름)
  • 간단한 통신 방법
• 단점
  • 주의 깊은 설계 요구
  • 디버깅이 힘듦
  • 단일 프로세스 시스템의 경우 효과가 없음
  • 하나의 스레드에 문제가 발생하면 전체 프로세스에 영향

멀티 프로세스 대신 멀티 스레드 사용하는 이유

• 프로그램을 여러개 실행하는 것보다 하나의 프로그램에서 여러 작업을 해결하는 것
  • 자원의 효율성이 증대
  • 처리 비용이 감소, 응답 시간 단축